[发明专利]一种手持昼夜激光成像测距仪

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种光、机、电、算一体化的激光成像系统和激光测距系统，特别是涉及一种手持昼夜激光成像测距仪，它集成了激光成像与激光测距功能。属于激光成像和激光测距技术领域。

(二)背景技术

激光测距仪由于具有非接触测量，测量距离远，测距快捷简便，测距精度高等优点而被广泛采用。其中，基于脉冲时间飞行法测距的激光测距仪由于结构简单，实现容易而被广泛采用。它通过脉冲激光器发送激光脉冲照射到待测目标表面，待测目标表面将反射照射其上的激光，被目标反射的激光信号由探测器接收。激光测距仪的控制电路记录激光脉冲的发射时间和激光脉冲的返回时间，计算发送脉冲和接收脉冲两者之间的时间差，再乘以光速即可获得激光脉冲的往返的距离值。

常用的激光测距仪主要是在白天进行测距。它与望远镜相结合，人眼通过望远镜的目镜观瞄被测目标。由于传统的激光测距仪只能在环境照度适合人眼观测时才可使用。而当待测目标在阴影黑暗处，或者在夜晚时，则人眼很难寻找到被测目标的准确位置，甚至无法看到目标，因此这种情况下无法使用普通激光测距仪实施有效测量。而基于微光成像的测距仪仍需要借助目标周围的微弱光照来发现目标再进行测距，基于红外成像的测距仪需要借助目标物自身的热辐射发现目标物后再进行测距。这两者都是被动成像设备，它们的成像效果受到周围环境光照情况或目标与背景的红外辐射特性的制约。如果环境光照极弱或者目标物没有明显热辐射，传统激光测距仪将失去夜视的能力，无法寻找目标进行测距。

本发明手持昼夜激光成像测距仪将激光成像和激光测距集成在一起，很好的克服了单独使用激光测距仪黑暗时人眼无法观测目标而导致无法测距的问题。它以激光泛光照明目标，无需依靠环境照明和目标物本身的热辐射，可以全天时成像，因此可实现昼夜测距。同时，激光成像和激光测距两套分系统共孔径发射，共孔径接收，缩小了设备体积和重量。结合这套设备可以昼夜成像并测距，体积小，重量轻的优势，其可广泛应用于安防、监控和测量等领域

(三)发明内容

1、目的：本发明的目的是提供一种手持昼夜激光成像测距仪，它可以昼夜成像并测距。该设备克服以往激光测距仪夜间因环境照度低人眼无法观测目标而无法测距的缺点，通过将激光成像与激光测距集成在一起，激光成像分系统和激光测距分系统共用发射光学系统，同时它们也共用接收光学系统。该设备结构新颖、体积小、重量轻、性能稳定、抗干扰性强，便于携带。

2、技术方案：

如图1所示，本发明一种手持昼夜激光成像测距仪，它由激光发射分系统、激光接收分系统、信息处理及显示分系统组成。它们之间的位置连接关系是：激光发射分系统和激光接收分系统位于系统前端，信息处理及显示分系统位于系统后端。

所述激光发射分系统由激光波长为808nm的半导体激光器、激光波长为905nm的半导体激光器、焦距为f1的发射透镜、焦距为f2的发射透镜和分光片构成。

其间的位置连接关系是：激光波长为808nm的半导体激光器与焦距为f1的发射透镜的光轴同轴放置，焦距为f1的发射透镜使波长为808nm的激光以较大发散角照射出去。激光波长为905nm的半导体激光器与焦距为f2的发射透镜的光轴同轴放置，且焦距为f2的发射透镜放置在激光波长为905nm的半导体激光器前方，使激光发射角变小。焦距为f1的发射透镜的光轴与焦距为f2的发射透镜的光轴互相垂直。分光片与两个透镜光轴均成45°角放置，放置在激光波长为808nm的半导体激光器与焦距为f1的发射透镜之间，且放在焦距为f2的发射透镜前端。分光片将波长为808nm的激光进行透射，将波长为905nm的激光进行反射，反射后的光经过焦距为f1的发射透镜发射出去后成为2mrad准直光束；

所述激光接收分系统由接收透镜、分光片、雪崩光电二极管APD接收器、电荷耦合器件CCD构成。其间的位置连接关系是：该电荷耦合器件CCD与接收透镜光轴同轴放置，该雪崩光电二极管APD接收器与接收透镜光轴垂直放置，该分光片放在电荷耦合器件CCD与接收透镜之间。分光片与接收透镜光轴成45°角放置。分光片将入射光中波长为808nm的激光进行透射，将波长为905nm的激光进行反射。透过的光被电荷耦合器件CCD接收，反射的光被雪崩光电二极管APD接收器接收。